方案

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12V3A,内置X电容放电及高压同步整流的六级能效方案



如何实现低待机功耗?PN8275内置850V 高压启动及放电模块,265Vac轻松实现50mW待机功耗!

如何提高转换效率?PN8308H内置80V/10mΩ 智能功率MOSFET,115Vac/230Vac平均效率大于92%!

如何简化EMC设计?PN8275内置X电容放电模块,可通过增大X电容简化传导设计;PN8308H采用独特电流跟踪技术降低SR开关尖峰电压,改善辐射3dB以上!

本期,Chipown技术团队为大家先容基于PN8275+PN8308H的12V3A六级能效方案,并分享应用设计要点。


封装及脚位配置图

     

  PN8275是一款集成了高压启动的电流模式的开关电源芯片,结合多模式混合调制技术和X电容放电功能实现六级能效,并符合IEC 62368-1:2014标准要求(CB证书编号:DK-76617-UL);PN8275提供了全面保护功能包括输入市电欠压保护、市电过压保护、输出过压保护、OTP、OCP、次级整流管短路保护等。

PN8308H包括DCM/CCM模式同步整流控制器及80V/10mΩ智能功率MOSFET,用于在9-20V的反激系统中替代次级整流肖特基二极管。PN8308H外围精简,采用独特电流跟踪技术,可在50ns内快速关断,改善系统EMI特性,彻底避免直通损坏并降低SR开关尖峰电压。

PN8275

PN8308H


DEMO实物图




方案典型应用图



方案特性

  • PCBA尺寸:39.0mm*86.0mm

  • 输入电压:90~265Vac全电压

  • 输出功率:36W(Typical)

  • 平均效率:≥88.3%(满足CoC V5 Tier2六级能效要求)

  • 待机功耗:<50mW(Vin=265Vac)

  • 输入欠压保护、输入过压保护输出过压保护,输出过流保护等


测试数据

1.能效测试

测试条件:Vin=90~265Vac;


2.调整率测试


3.温升测试

测试条件:环境温度45℃;外壳密闭、无风环境测试;Vin=90~265Vac,Io=3.0A。

(温度数据:CH1 EC1电容;CH2  PN8275;CH3 10N65;CH4 初级漆包线;CH5 磁芯;CH6 三层绝缘线;CH7 PN8308H)


4.X电容放电测试

放电时间0.1s左右@253Vac


5.市电保护波形

测试条件:Io=3.0A


(市电欠压保护72Vac)



市电过压保护325Vac)


EMC测试

  • EMI传导、辐射满足EN55022 Class B标准要求,裕量均大于6dB

  • ESD满足IEC61000-4-2,8kV/15kV等级要求

  • EFT满足IEC 61000-4-4: 2004,4kV等级要求

  • Surge满足IEC 61000-4-5:2005,4kV等级要求

  • 交流绝缘满足3.75kV要求


应用要点

1同步整流


  • PN8308H根据内部MOSFET的Vds电压及Isd电流来开通和关断SR,内部固化Tonmin和Toffmin来提高抗干扰性及精简外围;支撑150kHz开关频率工作

  • SW与GND引脚建议增加RC吸取以减小CCM模式下Vds尖峰,VDD引脚建议增加RC低通滤波以增强系统的ESD能力。


2输入电容Cbus选取


Cbus容量决定了变换器输入电压Vg的波动量,由能量守恒可知

在CCM模式下,Vg,min与最大占空比Dmax关系如下

由于PN8275内置斜率补偿且允许Dmax>0.7,相比PSR产品(通常Dmax限定在0.5以内),支撑大匝比和小输入电容设计。



3变压器设计


第一步:在高压输入(Vg2=300V,fs=65kHz)&额定负载下设定变压器n及Lp,使其反激变换器在临界模式工作,第一谷底附近开通,且在Idlimit工作点变压器不饱和。

第二步:在低压输入(Vg1=90V,fs=65kHz)&额定负载,计算Krp及Dmax,设定变压器原副边绕组线径及圈数,电流密度合理且可绕制

第三步:设定Vcc&屏蔽绕组,选择绕线结构:供电8-40V之间, Y电容两端干扰量2V以内。


4DMG参数设置

根据输出OVP电压,再设定R2


R3、R1设定OCP点线电压补偿量




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